光纤管道泄漏监测系统
分布式光纤泄漏监测系统(DTS)在热力管道敷设施工中的应用
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第19期·53·文章编号：2095－6835（2020）19－0053－02分布式光纤泄漏监测系统（DTS ）在热力管道敷设施工中的应用邱华伟，李广山，胡春峰，王梓涵，邱晓霞，邱秀娟（唐山兴邦管道工程设备有限公司，河北唐山064100）摘要：对分布式光纤泄漏监测系统的监测原理、敷设施工要点方法、设备物料配置等方面进行总结，对光纤敷设施工提出建议，为今后泄漏监测系统在热力管道中高质量施工的应用积累经验，以更好地监测热力管道的安全运行。
关键词：光纤敷设；布线施工；泄漏监测；热力管道中图分类号：TU995.3文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.19.019近些年城镇集中供热供冷预制保温管道在中国飞速发展，得到广泛的应用，管道泄漏检测显然是维护活动的重要组成部分，且一直是一项艰巨的任务。
大多数情况下，需要对管道进行现场检查，发现泄漏点。
在过去的几年里，使用光纤的分布式温度监测技术已经证明是检测和定位管道泄漏的有效方法，通过使用光时域反射测量（OTDR ）的技术进行定位。
光缆作为温度传感的媒介，如何合理地布放施工，针对各个特殊地形地段如何更好更有效地敷设，保证布放施工质量是光纤测温精度的基础，也是后期高效使用的重中之重，并且该项目已经获得国家重点研发计划资助——“科技助力经济2020”重点专项（编号：SQ2020YFF0422268）。
1分布式光纤泄漏监测系统原理DTS 光纤分布式管道监测系统采用光纤作为传感器，通过监测管道外部的温度变化，实现对管道泄漏点的发现。
DTS 光纤分布式管道监测系统主要应用的原理是拉曼效应。
拉曼散射光是由热影响的分子振动引起的，背散射光携带关于散射发生的局部温度的信息。
事实上，拉曼背散射光有2个频移分量：斯托克斯分量和反斯托克斯分量。
无源光纤激光泄漏监测系统在天然气管道的应用
图 $"监控系统主机
进行存储查取及分析 中心监控平台布置于沿线 高 $中压调压站内
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%'!"选取泄漏监测段 选取该高压天然气管道沿线经过住宅密集区
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" 本文责任编辑&林国真$
绿色发展观点
习近平总书记论尊重劳动尊重知识尊重人才尊重创造
!!各级党委和政府以及各级领导干部要认真贯彻党中央关于科技创新的决策部署!落实好创新驱动发展 战略!尊重劳动'尊重知识'尊重人才'尊重创造!遵循科学发展规律!推动科技创新成果不断涌现!并转化为 现实生产力%
(((习近平总书记 "#"# 年 - 月 %% 日在科学家座谈会上的讲话
习近平总书记论推动经济社会发展绿色转型
!!要推动经济社会发展绿色转型!协同推进降碳'减污'扩绿'增长!创造条件加快能耗) 双控* 转向碳排 放) 双控* 制度!持续深入打好蓝天'碧水'净土保卫战!建设美丽中国%
(((习近平总书记 "#"" 年 %" 月 %0 日在中央经济工作会议上的讲话
!"概述
近几年燃气事故时有发生 仅 "#"& 年第 % 季度全国 不含港澳台 燃气事故共发生 %)& 起 造成 %* 人死亡(- 人受伤其中较大事故 " 起
通过管道输送天然气是现阶段城镇供气的主 要方式之一天然气管道会由于腐蚀施工质量 管材质量第 三 方 破 坏 等 原 因 发 生 泄 漏% $) 如 处理不及时发生重大事故会对人民生命及财产 安全产生极大的威胁造成极大的经济损失进而 产生极不利的社会影响 现有的燃气泄漏检测技 术分为直接检测技术和间接检测技术最常见的 直接检测技术为空气取样法该方法一般直接检 测泄漏点处空气中天然气的含量一旦空气中天 然气含量高于设定值监测器便会报警间接检测 技术一般通过检测天然气管道相关参数的改变 达到泄漏检测的目的 以上两种检测技术虽能检 测出管道天然气的泄漏但无法对管道泄漏位置 较准确定位0 因此对燃气管道泄漏监测预警和 准确定位进行研究具有较强的现实意义 本文以 东北地区某城市高压天然气管道泄漏监测系统为 实例介绍 了 无 源 光 纤 激 光 泄 漏 监 测 系 统 在 实 际 工程的应用
管道泄漏监测报警系统
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GPS天线通常安装 在屋顶等没有遮挡 的位置以确保GPS 信号强度； GPS信号线长度一 般不超过50米； GPS天线通过镀锌 管固定。
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“五色石”输油管道泄漏监测定位报警系统已经在胜利 油田东辛线，滨南采油厂管线(11条)、东辛采油厂(5条)、 石油化工总厂(3)、海洋采油厂(5)、清河采油厂(3)、辽河 油田、江苏油田等47条总长1000多公里的多种介质输送管线 上投入运行，系统运行稳定、报警可靠、定位准确，充分发 挥了信息技术的作用，取得了明显的经济效益和社会效益。
浅析分布式光纤测漏系统在高温蒸汽管道泄漏监测中的应用
165中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.06 （上）1 概述目前，大多数城市高温水管网及蒸汽管网采用地埋的铺设方式，当管网由于自身老化或人为破坏等因素发生泄漏的时候，以往运用的探测技术，以及检测技术在实际进入运用过程中并不具备扎实且充分的可靠性和有效性，且无法支持对技术故障问题发生点位的有效检测揭示，往往是泄漏物漏出地表，有明显的迹象后才被发觉，而此时往往已经对人民生活生产造成了很大的不良影响，严重时高温水和蒸汽喷射还会伤害人身及财产安全。
因此，采用先进可靠的技术和工艺，对高温水及蒸汽管网实施泄漏在线监测技术环节和预警环节，及时全面掌握揭示各类被监测技术对象的故障发生演化趋势，实施智能化技术分析工作环节，准确清晰揭示其空间定位，对泄漏问题排除、防止恶性事故的发生、保障国家和人民财产安全生产具有重要的意义。
2 系统原理分布式光纤测漏技术系统运行过程中需要涉及的技术形态主要有：高频脉冲激光技术形态、光纤拉曼光谱技术形态、光波分复用技术形态、光时域反射技术形态、高频信号采集技术形态、微弱信号处理技术形态、计算机数据处理技术形态、计算机网络与通讯技术形态等。
分布式光纤测漏技术系统，在本质上是在分布式光纤传感与控制技术形态基础上发展形成的测温预警应用技术系统。
该技术系统的主要工作原理，就是运用光信号在光导纤维材料内部传输技术过程中形成的自发拉曼散射（Raman scattering）技术原理，以及光时域反射（OTDR）技术原理，具体整合获取处在特定化空间技术环境中的温度分布信息要素。
在基于光导纤维材料内部引入具备一定强度能量参数，以及宽度参数的激光脉冲技术信号过程中，激光脉冲技术信号在完成向前传播过程中，其通常会自动伴随产生拉曼散射光波技术信号，而拉曼散射光波技术信号的强度表现状态受光导纤维材料散射点位置的温度技术参数影响作用通常会发生适当程度的改变，继而借由捕获分析经由光纤技术材料散射处理过程回归的背向拉曼光波技术信号，通常能够解调获取光纤技术材料散射点位置的温度变化表现特征。
基于光纤传感的管道泄漏检测技术
基于光纤传感的管道泄漏检测技术摘要：在长输管道的运行过程中，要注重做好管道破坏预警工作，这样才能充分确保长输管道发挥应有的作用和价值。
光纤预警技术是整体破坏监测系统中至关重要的监测技术，同时更是十分有效的预警补充手段，它可以分时域、分区域地对干扰信号的低风险、高频率位置进行科学合理的静默化处理，由此使模式识别技术面临的难度充分降低，确保整个系统更安全适用，具有更高的效率以及精准性。
基于此，本文重点探讨和分析基于光纤传感的长输管道破坏预警技术等相关内容。
关键词：光纤传感；长输管道；破坏预警技术1、长输管道破坏预警技术概述从上个世纪70年代起就有管道破坏预警技术，经过长时间的发展和优化，当前已经形成了相对来说比较成熟可靠的理论，并且在实践的应用过程中实现了长足的进步和发展。
在具体的应用过程中，有针对性的结合测量手段，测量装置所处位置以及测量对象的差异，长输管道泄漏监测技术从整体上来看，可以结合以下几种方式进行分类，分别是直接检测法与间接检测法，硬件检测法与软件检测法等等，下面主要介绍以下几种方关键法：1.1流量平衡法在长输管道的实际运行环节，一旦出现管道破坏泄漏问题，管道的上游和下游流量就会产生极大的不平衡现象，而此类不平衡使其在既定的时间间隔内和预先设定的报警阀值不够一致，针对这样的情况，有效利用流量计可以监测到管道的泄漏情况。
1.2负压波法如果管道遭到破坏出现泄漏，在泄漏的部位因为物质损失，在很大程度上降低其压力，压降从泄漏的部位向上游和下游进行传播，此类情况就是负压波。
有针对性的结合泄露部位出现的负压波传播到上游和下游的时间差，以及管内负压波所呈现出的传播速度就可以进一步有效明确泄露点，对其做出精准的定位。
1.3次声波法如果管道被破坏，其内部就会有液体瞬间从破坏处喷出，介质与管壁摩擦震动在这样的情况下就会出现某种次声波信号，而这样的信号沿着介质一直向管道的上游和下游进行传送，通过信号到达管道两端传感器的时间差，可以针对可以破坏的位置进行充分的明确，计算出实际的部位。
基于光纤传感技术的管网泄漏监测系统和方法与流程
基于光纤传感技术的管网泄漏监测系统和方法与流程随着城市化进程加速以及人口增长，城市市政部门的管网水资源供应逐渐成为一个重要的问题。
为了保证供水系统的正常运转和水质安全，必须对管网进行定期检测和维护。
而在管网中，泄漏是最常见的问题之一，特别是老旧或损坏的管道。
传统的管网泄漏检测方法一般采用人工的方式，缺点是耗费时间成本高，并且准确度也不高。
随着物联网技术的发展，光纤传感技术被广泛用于管网泄漏监测系统。
本文将介绍基于光纤传感技术的管网泄漏监测系统和方法与流程。
一、系统组成1. 光纤传感设备：由光纤线缆、光纤传感器、光纤接收机等组成，负责通过光纤传感技术实现对管道泄露的监测。
具体来说，光纤线缆会被敷设到管网上，当管道泄漏时，泄漏处的压力和温度会发生变化，使得光纤线缆的折射率发生变化，由此实现泄漏位置的识别。
2. 数据采集器：该设备负责收集来自光纤传感设备的数据，并通过无线方式传输到云端服务器。
数据包括泄漏的位置、泄漏的程度、泄漏的时间等信息。
3. 云端服务器：云端服务器收集来自各个数据采集器的数据，并进行实时处理和分析，以便及时响应泄漏事件。
4. 控制中心：该设备负责管控整个管网泄漏监测系统，同时也可实现管网泄漏监测的远程操作和管理。
二、工作流程1. 设备部署：将光纤传感设备和数据采集器安装在管道上，并完成设备的调试和标定。
2. 数据采集：光纤传感设备通过实时监测管道的温度和压力变化，将泄漏信息发送到数据采集器中。
3. 数据传输：数据采集器通过无线方式将泄漏信息上载到云端服务器中。
4. 数据处理：云端服务器通过分析数据，可以实现对管道泄漏的实时监测，并且可以设定一些阀值，触发报警机制，及时发现管道泄漏。
5. 报告生成：监测系统可以生成一系列报告，包括泄漏位置、泄漏程度、泄漏时间等信息，以便工作人员进行相关的维修和维护。
三、优势1. 高精度：光纤传感技术采用光学原理实现对温度和压力的非接触式测量，实现高精度的管道泄漏监测。
分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究
分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究1. 引言1.1 研究背景近年来，随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，油气长输管道的建设和运营显得越发重要。
由于长输管道的跨越地域广阔、运行环境复杂，管道泄漏成为了一个不可忽视的问题。
传统的泄漏检测技术存在着检测精度不高、反应时间慢、覆盖范围有限等缺点，不能满足实际需求。
随着科技的不断发展，分布式光纤传感技术的应用在油气长输管道泄漏检测中逐渐受到关注。
分布式光纤传感技术利用光纤传感器在管道内部布设，通过监测光信号在光纤中传输过程中的变化来实现泄漏的检测。
该技术具有泄漏位置精确、反应时间快、覆盖范围广等优点，能够提高泄漏检测的准确性和效率。
鉴于上述背景，本文旨在研究分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术，探讨其在油气长输管道安全管理中的应用前景，为提高管道运行安全性和减少泄漏事故的发生提供技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了提高光纤油气长输管道泄漏检测的准确性和效率，保障油气管道运行安全和稳定。
通过对分布式光纤传感技术原理的探讨和应用，旨在研究泄漏检测技术的先进性和可靠性，为油气长输管道的监测和维护提供科学依据和技术支持。
本研究旨在解决传统油气管道泄漏检测方法存在的局限性和不足，尝试探索新的泄漏预警技术和算法，提高油气管道泄漏的预警能力和敏感性。
通过对泄漏预警技术的探讨和研究，希望能够实现对油气管道泄漏事件的及时发现和快速响应，最大程度地减少事故损失，保护环境和人民的生命财产安全。
1.3 研究意义分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术的研究意义在于弥补传统油气管道泄漏检测技术在准确性和实时性方面的不足，提高油气管道的安全性和可靠性。
由于油气长输管道覆盖范围广泛、管道长度长、管道走向复杂，一旦发生泄漏事故，往往会造成严重的环境污染和经济损失。
研究分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术，对于及时发现管道泄漏点、准确判断泄漏位置、预警可能的事故风险，具有重要的实用价值和社会意义。
管道泄漏监测系统原理
管道泄漏监测系统原理
光纤具备造价低廉、耐腐蚀、长距离敷设无须现场供电等优点，监测原理采用基于分布式光纤传感技术。
利用基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统可连续监测沿光缆方向管道的温度变化情况确定发生泄漏的部位。
基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统利用光纤的布里渊散射原理，针对各种事件引起的土壤温度不同的特点，通过对各种事件引起的土壤温度变化的捕捉分析来判断和报告各种事件的发生，及时提醒工作人员到现场了解情况，从而阻止事件的进一步发展。
管道泄漏监测系统，利用通讯光缆作为探测工具，由光纤测温主机（光纤线型感温探测器AP658-03B、管道泄漏监测系统、服务器、机柜）和探测专用线（铠装光缆）等部分组成，可实时的不间断的监测天然气管道泄漏危害现象，并能准确无误的指出泄漏或发生故障的地段，确保传输的安全。
目前该系统已被许多国家的石油、天然气、煤气、通讯电力及城市各种管道设备所采用。
奥普公司开发的基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统的核心是光纤温
度传感器，其创造性的特殊功能可捕捉哪怕是微小的物理温度变动信号，并具有智能算法，实现高精度指标，预防误报。
本项目采用光纤的布里渊散射原理技术，漏孔在管道上泄漏会造成局部的温度突变，我们跟踪这一地点的温度突变信息，就可探测出相应的管道泄漏。
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光纤管道泄漏监测系统
兰州奥普信息技术有限公司是中国领先的光纤传感物联网厂家。
秉承“卓越始于创新”的企业宗旨，奉行“艰苦奋斗，合作争胜，服务客户，多劳多得”的企业文化，坚持“客户至上，尽职尽责，持续改善，保障品质”的质量标准。
走创新发展之路，走高科技产业化之路。
立足于10年来的艰苦创业，拥有一批产业核心技术的自主知识产权，掌握核心技术,拥有40项专利，产品多次获得国家和省市大奖。
我们研发的光纤管道泄漏监测系统可以运用于原油、LPG、LNG等项目。
环境温度差异直接探测法基于焦耳—汤姆逊效应，泄露位置会迅速发展为高温或低温点，伴随着该位置的温度变化，管道表面周围的土壤将形成温度梯度。
利用分布式测温原理，通过连续采集管道沿线的温度，建立长度、温度、时间等参量的管道温度场，通过监测温度梯度变化情况，确定泄露的发生及位置。
而环境温度相关探测法的目标是解决温差小导致直接探测法失效的问题。
天然气或者液体的导热系数是空气的6-10倍以上，它们含量的增高将导致土壤整体的导热系数显著上升，泄露区域的土壤温度将不再与周边恒定，具有与环境温度更强的相关性。
声波与振动法被广泛应用于天然气、成品油和液体领域，它组合Φ-OTDR和干涉两种光纤传感技术，侦听光纤沿线的振动和声波信号，机器分析和识别管道天然气和成品油泄漏事故，人工智能算法和大数据分析，提高机器识别泄露的精准度，定位精度高。
2019年-2020年，在中石化西南油气公司元坝气田管道天然气模拟泄漏测试中，对于0.5Mpa以上气体泄漏，奥普公司成功识别到气体泄漏事件，探测范围可达到单方向3m。
准确报告泄漏事故的时间、位置等，定位精度≤±2m。
在航煤管道的模拟泄漏测试中，奥普公司成功识别液体泄露事件，准确报告泄漏事故的时间、位置等。